|
|
Vliv výběru souřadnic regionů na výsledky dynamického kauzálního modelování
Klímová, Jana ; Mikl, Michal (oponent) ; Lamoš, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá funkční magnetickou rezonancí (fMRI), zejména dynamickým kauzálním modelováním (DCM) jako jednou z metod analýzy efektivní konektivity mozku. Zkoumán je vliv výběru souřadnic signálů, které slouží jako vstup DCM analýzy, na její výsledky na základě testování simulovaných dat. Za tímto účelem je vytvořen a popsán simulátor dat. Dále je rozebrána metodika testování vlivu výběru souřadnic na výsledky DCM. Míra posunu souřadnic je simulována přičítáním odpovídající hladiny různých typů šumových signálů k BOLD signálu. Následně jsou data analyzována metodou DCM. Program je doplněn o grafické uživatelské rozhraní. Pro zjištění chování modelu jsou použity Monte Carlo simulace. Výsledky v podobě závislosti počtu chybně odhadnutých vazeb mezi mozkovými oblastmi na zastoupení šumových signálů jsou zpracovány a diskutovány.
|
|
|
Reduction of movement artifacts in BOLD fMRI data using rejection of motion-corrupted scans
Svatoň, Jan ; Gajdoš, Martin (oponent) ; Mikl, Michal (vedoucí práce)
This bachelor thesis first deals with the elementary principles of function magnetic resonance and the sources of noise and artifacts in the data. Furthermore, the thesis elaborates on the motion artifact phenomena and suggests two suitable methods for locating and eliminating motion-affected scans in the BOLD fMRI data. The methods are then implemented in the MATLAB environment and tested on suitable datasets provided by the Multimodal and Functional Imaging Laboratory of CEITEC MU. Finally, the results are presented and evaluated along with a recommendation for a suitable way of eliminating movement artifacts in the data.
|
|
| |
|
|
Pokročilé metody perfuzní analýzy v MRI
Macíček, Ondřej ; Frollo, Ivan (oponent) ; Mikl, Michal (oponent) ; Jiřík, Radovan (vedoucí práce)
Tato doktorská práce se zabývá problematikou kvantitativní analýzy pomocí MRI a použití exogenní kontrastní látky. Jedná se o dvě metody, Dynamic contrast-enhanced MRI (DCE-MRI) a Dynamic susceptibility contrast MRI (DSC-MRI), které jsou většinou zpracovávány samostatně. Jedná se o unikátní metody, které poskytují cenné informace, avšak nejsou odbornou veřejností dostatečně přijímány kvůli nespolehlivosti odhadů parametrů a nejsou tak běžně používány ve vyšetřovacích protokolech. Tato dizertační práce si klade za cíl zlepšit spolehlivost metody DCE a odhady parametrů DSC. Práce se zejména zaměřuje na řešení problému kvantifikace při extravazaci kontrastní látky v DSC analýze a dále na nestabilitu DCE odhadů v případě použití pokročilých DCE farmakokinetických modelů s větším počtem parametrů. S použitím nových přístupů zpracování z literatury pro zpracování simultánně měřených DCE a DSC dat je možno odhadnout nové parametry vyšetřované tkáně - relaxivitu vaskulárního a intersticiálního prostoru. Pro tuto metodiku byl původně použit 2CXM model. V této práci je tato metodika testována s dalšími typy modelů, přičemž je kladen důraz na jejich spolehlivost v rámci spojení DCE a DSC. Bylo zjištěno, že model ATH je pro tento účel vhodnější než 2CXM. Metoda byla rozšířena o alternující dekonvoluci a dále na plně simultánní DCE-DSC odhad. Algoritmus byl testován na umělých a reálných datech. Výsledky analýz ukazují, že navržený dekonvoluční postup zlepšuje přesnost odhadu jak DCE, tak i DSC parametrů v porovnání se sekvenčním odhadem a zvyšuje tak významně potenciál a spolehlivost DCE a DSC metod.
|
|
|
Optimalizace zpracování MREG MRI dat
Lampert, Frederik ; Mikl, Michal (oponent) ; Gajdoš, Martin (vedoucí práce)
MR-encefalografia (MREG) je inovatívna metóda ultrarýchleho magnetického rezonančného zobrazovania. Väčšina publikácií na túto tému sa venuje predovšetkým akvizícií a rekonštrukcií surových dát. Štúdie, ktoré by sa venovali zavedeniu štandardného postupu predspracovania MREG dát ešte neboli publikované, čo bolo motiváciou pre vypracovanie tejto bakalárskej práce. Cieľom tejto práce bolo stanoviť optimálny postup predspracovania MREG dát, ktorý by mohol byť odporučený aj pre budúce štúdie, využívajúce práve túto metódu zobrazovania. Stanovený cieľ bol rozdelený na viaceré podúlohy, ktorých vypracovaním sa dostávame k celkovému riešeniu. Jednotlivé podúlohy pozostávali z vypracovania literárnej rešerše, implementácie obvyklého postupu predspracovania a navrhnutia a implementácie alternatívnych postupov predspracovania do programového prostredia MATLAB. Navrhnuté postupy boli následne vyhodnotené podľa vytvorených kritérií, popísaných v práci. Výsledky hodnotenia boli okomentované a graficky znázornené. Na základe získaných výsledkov bol stanovený optimálny postup, ktorý pozostáva z korekcie pohybu a geometrického skreslenia pomocou funkcie Realign & UNWARP, priestorovej normalizácie k EPI snímku MNI šablóny a priestorového vyhľadenia pomocou konvolúcie s Gausovským jadrom.
|
|
|
Porovnání a optimalizace měření single-echo a multi-echo BOLD fMRI dat
Kovářová, Anežka ; Jiřík, Radovan (oponent) ; Mikl, Michal (vedoucí práce)
Diplomová práce pojednává o funkční magnetické rezonanci a sledování vlivu metod akcelerace akvizice na kvalitu funkčních snímků a pozorovaný BOLD signál. Jsou zde stručně popsány základní principy zobrazování pomocí magnetické rezonance, dále vysvětlena specifika funkční magnetické rezonance a popsán vznik a snímání BOLD signálu. Následně je definován fMRI experiment a popsány sekvence používané pro fMRI se zaměřením na techniky urychlení akvizice. Poté je vysvětlen vliv parametrů sekvencí na kvalitu zobrazení a uvedeny metody zpracování dat. V praktické části jsou popsány parametry použitých sekvencí, postup měření a úkol pro měřený subjekt během akvizice. Byla nasnímána data od 26 zdravých dobrovolníků, která byla následně analyzována. Na základě toho byly vyhodnoceny rozdíly mezi různými variantami sekvencí a potvrzen počáteční předpoklad, že multi-echo akvizice přináší lepší výsledky při rychlejším měření než single-echo.
|
|
|
Simulace syntetických difúzních MRI dat na základě Brownova pohybu
Valla, Radek ; Mikl, Michal (oponent) ; Labounek, René (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se věnuje dMRI (zobrazování pomocí difuzně vážené magnetické rezonance), a jeho závislosti na difusi v prostředí mozku. Popisuje možnosti převodu získaných signálů do obrazu a jejich vlastnosti, výhody a nevýhody. Věnuje se problému dotýkajících se vláken a jejich zaměnitelnosti s křížícími se vlákny. Je zde také návrh matematických aproximací axonů a návrh simulátoru difuzně vážených MRI (dMRI) dat a jeho realizace. Popisuje jeho schopnost data generovat na základě algoritmu náhodné procházky s geometrickým omezením pro křížící se a ohýbající se vlákna. Práce obsahuje vyhodnocení simulací a jejich interpretace a budoucí možné vylepšení tohoto simulátoru. Výsledná data vykazovala pro některé gradienty dostatečnou rozdílnost, následná rekonstrukce dMRI dat ale ukázala, že tato data se nedají rekonstruovat na stejnou geometrii pro jakou byla simulována.
|
|
|
Zkoumání vlivu nepřesností v experimentální stimulaci u fMRI
Mikl, Michal ; Kremláček,, Jan (oponent) ; Michálek, Jiří (oponent) ; Drastich, Aleš (vedoucí práce)
Práce se zabývá zkoumáním vlivu nepřesností v provedení požadovaného úkolu (nepřesnost reakce na experimentální stimulaci) osobou, která podstupuje fMRI vyšetření. Práce je řešena v několika úrovních. Nejprve byl proveden teoretický rozbor problematiky nepřesností v provedení experimentu a byly realizovány simulace s využitím syntetických dat. Sledovány byly hodnoty proměnných v obecném lineárním modelu a vypočtená hodnota t-statistiky. Bylo zjištěno, že velikost odhadnutého efektu závisí lineárně na kovarianci resp. lineární kombinaci kovariancí, odpovídajících sloupců matic X a D. Dále bylo zjištěno, že při úrovních šumu obvyklých v reálných datech je složka reziduálního rozptylu způsobená nepřesnostmi prakticky zanedbatelná. Závislost t-statistiky na nepřesnosti je pak také lineární. Následně byly zjištěné charakteristiky ověřeny pomocí reálných dat. V zásadě byly potvrzeny všechny skutečnosti zjištěné v předchozí úrovni řešení práce. V poslední úrovni řešení jsem se zaměřil na potenciální uplatnění zjištěných charakteristik. Jsou diskutovány možnosti využití pro optimalizaci experimentu, možnosti korekce nepřesných dat a možnosti ohodnocení věrohodnosti nepřesných výsledků. Mezi možné praktické uplatnění patří zejména tvorba map maximální přípustné nepřesnosti, které vyznačují robustnější nebo naopak k chybě náchylné a nevěrohodné aktivace z reálných experimentů.
|
|
| |
|
|
Optimalizace zpracování MREG MRI dat
Lampert, Frederik ; Mikl, Michal (oponent) ; Gajdoš, Martin (vedoucí práce)
MR-encefalografia (MREG) je inovatívna metóda ultrarýchleho magnetického rezonančného zobrazovania. Väčšina publikácií na túto tému sa venuje predovšetkým akvizícií a rekonštrukcií surových dát. Štúdie, ktoré by sa venovali zavedeniu štandardného postupu predspracovania MREG dát ešte neboli publikované, čo bolo motiváciou pre vypracovanie tejto bakalárskej práce. Cieľom tejto práce bolo stanoviť optimálny postup predspracovania MREG dát, ktorý by mohol byť odporučený aj pre budúce štúdie, využívajúce práve túto metódu zobrazovania. Stanovený cieľ bol rozdelený na viaceré podúlohy, ktorých vypracovaním sa dostávame k celkovému riešeniu. Jednotlivé podúlohy pozostávali z vypracovania literárnej rešerše, implementácie obvyklého postupu predspracovania a navrhnutia a implementácie alternatívnych postupov predspracovania do programového prostredia MATLAB. Navrhnuté postupy boli následne vyhodnotené podľa vytvorených kritérií, popísaných v práci. Výsledky hodnotenia boli okomentované a graficky znázornené. Na základe získaných výsledkov bol stanovený optimálny postup, ktorý pozostáva z korekcie pohybu a geometrického skreslenia pomocou funkcie Realign & UNWARP, priestorovej normalizácie k EPI snímku MNI šablóny a priestorového vyhľadenia pomocou konvolúcie s Gausovským jadrom.
|
host ::
RSS.